Gráfico Força/Deslocamento eixo b
3.6.2.2 Rigidez à flexão, rigidez ao corte, módulo de flexão e módulo de corte
Os ensaios de flexão para determinar a rigidez à flexão, rigidez ao corte, módulo de flexão e módulo ao corte, foram realizados no laboratório de ensaios mecânicos da ALTO, com um equipamento SHIMADZU, com uma célula de carga de 100 kN. A Figura 76 apresenta como exemplo um ensaio de um perfil simples, de vão de 1300 mm e segundo o eixo de menor inércia.
Figura 76: Equipamento e método de ensaio segundo EN13607-2:2002 Anexo G no laboratório da ALTO.
Os ensaios seguiram a norma EN13706-2:2002 Anexo G.
De acordo com a norma, foram seleccionados 5 vãos: 1300, 1050, 850, 550 e 300 mm. Para satisfazer os vãos seleccionados, cortaram-se provetes com 1,2x o vão a ensaiar, ou seja, provetes com os seguintes comprimentos: 1560, 1260, 1020, 660 e 360 mm.
Cortaram-se 4 provetes de cada tipo, de modo a realizarem-se 2 ensaios a cada tipo, segundo os dois eixos eixo (maior e menor inércia), o que representa um total de 120 ensaios.
Para além de se registarem os valores de carga e deslocamento através da máquina de ensaios, também se utilizou um comparador com resolução 0,01 mm, para se medir o deslocamento pela face de baixo do perfil, conforme se pode ver nas Figura 76 e Figura 77.
Figura 77: Exemplo do setup de ensaio e método de medição de flexa para os ensaios de três pontos segundo EN13607-2:2002 Anexo G.
Para uma visualização simples da curva força vs deslocamento, traçaram-se os gráficos de todos os ensaios através dos valores das cargas registados pelo equipamento para comparar com os deslocamentos medidos através do comparador. Da Figura 78 até à Figura 89 pode-se verificar essas curvas.
NOTA: Para além destes ensaios, foi realizado outro conjunto de ensaios semelhantes, mas sem se registarem as medições obtidas pelo comparador. Estes não foram considerados para cálculo, uma vez que não existe a medição pela face inferior. No ANEXO I podem-se encontrar as curvas força vs deslocamento, traçadas com valores registados pelo equipamento de ensaio para todos os testes realizados.
Figura 78: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil simples, segundo o eixo de maior inércia - Provete 1.
Figura 79: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil simples, segundo o eixo de maior inércia - Provete 2.
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Figura 80: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil simples, segundo o eixo de menor inércia - Provete 1.
Figura 81: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil simples, segundo o eixo de menor inércia - Provete 2.
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Figura 82: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo de espuma de poliuretano, segundo o eixo de maior inércia - Provete 1.
Figura 83: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo de espuma de poliuretano, segundo o eixo de maior inércia - Provete 2.
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Figura 84: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo de espuma de poliuretano, segundo o eixo de menor inércia - Provete
1.
Figura 85: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo de espuma de poliuretano, segundo o eixo de menor inércia - Provete 2.
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Figura 86: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo cortiça, segundo o eixo de maior inércia - Provete 1.
Figura 87: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo cortiça, segundo o eixo de maior inércia - Provete 2.
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Figura 88: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo cortiça, segundo o eixo de maior inércia - Provete 1.
Figura 89: Curva Força vs Deslocamento do ensaio de flexão pela norma EN13706-2, para o perfil com núcleo cortiça, segundo o eixo de maior inércia - Provete 2.
De acordo com a norma EN 13706-2:2002 Anexo G, através da ajuda de uma folha de cálculo, traçaram-se as curvas L2 vs s/PL. Da Figura 90 à Figura 95 são apresentadas as curvas, juntamente com a tendência linear.
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Figura 90: Curva L2 vs s/PL para o perfil simples, segundo o eixo de maior inércia.
Figura 91: Curva L2 vs s/PL para o perfil simples, segundo o eixo de menor inércia.
y = 2,1902x + 0,3795
Figura 92: Curva L2 vs s/PL para o perfil com núcleo de poliuretano, segundo eixo de maior inércia.
Figura 93: Curva L2 vs s/PL para o perfil com núcleo de poliuretano, segundo eixo de menor inércia.
Figura 94: Curva L2 vs s/PL para o perfil com núcleo de cortiça, segundo eixo de maior inércia.
Figura 95: Curva L2 vs s/PL para o perfil com núcleo de cortiça, segundo eixo de menor inércia.
Com as curvas e as suas linhas de tendência traçadas, pode-se saber o declive (m) e a intercepção (b) com o eixo, através da equação reduzida da recta, y=mx+b. A partir do declive e da expressão m=1/48D, pode-se calcular a rigidez à flexão (D). De seguida, calcula-se o módulo à flexão (Eeff) pela expressão Eeff=D/I, onde I é momento da inércia.
Como a Norma EN13706-2:2002 diz que “o declive de L2 vs s/PL deve corresponder com a intercepção de 1/L2 vs s/PL3, e a intercepção de L2 vs s/PL deve corresponder ao declive de 1/L2 vs s/PL3”, pode-se calcular a resistência ao corte (Q) pela expressão b=1/4Q. De seguida, calcula-se o módulo de corte (Geff) pela expressão Geff=Q/A, onde A é a área da secção transversal.
Fizeram-se estes cálculos, também por intermédio da mesma folha de cálculo. A Tabela 18 e a Tabela 19 apresentam os resultados obtidos.
Tabela 18: Resultados de Rigidez à flexão, Módulo de Flexão e variação relativa ao perfil simples.
Tabela 19: Resultados de Rigidez ao corte, Módulo ao e variação relativa ao perfil simples.
Eixo Perfil Rigidez ao Corte Q